玉米熱激轉(zhuǎn)錄因子ZmHsf04的克隆及抗逆功能研究.pdf

1、玉米是重要的糧食、工業(yè)原料，是我國(guó)和世界主要的農(nóng)作物之一。然而高溫、鹽漬和干旱等非生物脅迫已對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)造成了嚴(yán)重的影響，因此，篩選抗逆功能基因并利用這些基因培育新品種已成為作物抗逆遺傳改良育種的主要途徑。植物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了多種作用機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)各種逆境脅迫。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子在植物的生長(zhǎng)發(fā)育及提高植物對(duì)逆境脅迫的耐受性過(guò)程中起著非常重要的作用。其中，熱激轉(zhuǎn)錄因子（Hsf）是一類高度保守的廣泛參與到植物逆境脅迫反應(yīng)

2、中的重要成員，目前對(duì)其在玉米中的功能和作用機(jī)制研究甚少。因此，本研究從玉米自交系 B73中篩選、克隆得到了受逆境脅迫誘導(dǎo)的候選基因：ZmHsf04，并結(jié)合分子生物學(xué)手段對(duì)其在高溫和鹽脅迫應(yīng)答過(guò)程中的功能和作用機(jī)制進(jìn)行了初步的分析，獲得研究結(jié)果如下：
　　1．通過(guò) RT-PCR分析發(fā)現(xiàn) ZmHsf04基因受高溫、高鹽、干旱、低溫脅迫及外源 ABA誘導(dǎo)表達(dá)；組織表達(dá)模式分析顯示該基因在玉米根、莖、葉、雄穗、花絲、果穗和胚中都有表達(dá)，但

3、在莖和葉片中表達(dá)量最高。
　　2．通過(guò)普通 PCR方法克隆得到了 ZmHsf04基因。序列分析發(fā)現(xiàn)該基因cDNA全長(zhǎng)為1074bp，編碼357個(gè)氨基酸，并且其編碼蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量為40.50 kD，等電點(diǎn)為4.99；氨基酸序列分析顯示其蛋白含有高度保守的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（DBD），并且含有典型的A2亞家族結(jié)構(gòu)域。
　　3．構(gòu)建了融合表達(dá)載體p1305-ZmHsf04:GFP，并用煙草瞬時(shí)表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)ZmHsf04-GFP融

4、合蛋白定位于細(xì)胞核中。酵母單雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示ZmHsf04具有轉(zhuǎn)錄活性，區(qū)域截?cái)嗪Y選實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) AHA2是最小的活性結(jié)構(gòu)域，點(diǎn)突變實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示AHA2結(jié)構(gòu)域中的色氨酸（W）并不是主要的功能位點(diǎn)。
　　4．通過(guò)農(nóng)桿菌花序侵染法得到了ZmHsf04過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因擬南芥植株。在正常條件下，轉(zhuǎn)基因株系和野生型對(duì)照沒有明顯的差異；而在逆境處理下，分析發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)該基因提高了轉(zhuǎn)基因植株基礎(chǔ)和獲得性耐熱能力以及對(duì)高鹽脅迫的耐受能力。同時(shí)轉(zhuǎn)基因植株中一